ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Поверхностная энергия и поверхностное натяжение
на границах раздела фаз
Молекулы на границах раздела фаз не полностью окружены
другими молекулами того же вида по сравнению с соответствующими
молекулами в объеме фазы, поэтому поверхность раздела фаз в
межфазном поверхностном слое всегда является источником силового
поля. Результат этого явления - нескомпенсированность
межмолекулярных сил и наличие внутреннего или молекулярного
давления. Для увеличения площади поверхности необходимо
вывести
молекулы из объемной фазы в поверхностный слой, совершив работу
против межмолекулярных сил. Если процесс обратим и проходит в изо-
термических условиях, то затраченная работа равна увеличению
свободной поверхностной энергии на границе раздела фаз по сравнению
с энергией в объеме.
Приращение свободной поверхностной энергии при увеличении
поверхности на 1 см
2
представляет собой удельную свободную энергию и
обозначается символом σ. Величину σ называют также поверхностным
натяжением и рассматривают как силу, стягивающую поверхность.
Влияние температуры на поверхностное натяжение чистых
жидкостей
Многочисленные исследования показывают, что для чистых
жидкостей, граничащих с собственным паром, наблюдается линейное
падение поверхностного натяжения с температурой (рис. 1, кривая 1),
т.е
. -(d
σ
/dT) = const.
Из термодинамики известно, что - (dF/dT) = - S (S-энтропия), а
значит - (d
σ
/dT)
V
есть не что иное, как поверхностная энтропия или
избыточная энтропия поверхностного слоя η, т.е.
η
= - (d
σ
/dT).
Поверхностная энтропия является положительной и постоянной
величиной вплоть до критической температуры (d
η
/dT) = 0 (рис. 1,
кривая 2).
Избыточная полная энергия поверхностного слоя ε, равная по
уравнению Гиббса-Гельмгольца
ε =
σ - T (dσ/dT)
V
, (1)
также остается постоянной (рис. 1, кривая 3).
T
кр
ε
σ
η
3
2
1
Поверхностная энергия и поверхностное натяжение на границах раздела фаз Молекулы на границах раздела фаз не полностью окружены другими молекулами того же вида по сравнению с соответствующими молекулами в объеме фазы, поэтому поверхность раздела фаз в межфазном поверхностном слое всегда является источником силового поля. Результат этого явления - нескомпенсированность межмолекулярных сил и наличие внутреннего или молекулярного давления. Для увеличения площади поверхности необходимо вывести молекулы из объемной фазы в поверхностный слой, совершив работу против межмолекулярных сил. Если процесс обратим и проходит в изо- термических условиях, то затраченная работа равна увеличению свободной поверхностной энергии на границе раздела фаз по сравнению с энергией в объеме. Приращение свободной поверхностной энергии при увеличении поверхности на 1 см2 представляет собой удельную свободную энергию и обозначается символом σ. Величину σ называют также поверхностным натяжением и рассматривают как силу, стягивающую поверхность. Влияние температуры на поверхностное натяжение чистых жидкостей Многочисленные исследования показывают, что для чистых жидкостей, граничащих с собственным паром, наблюдается линейное падение поверхностного натяжения с температурой (рис. 1, кривая 1), т.е. -(dσ/dT) = const. Из термодинамики известно, что - (dF/dT) = - S (S-энтропия), а значит - (dσ/dT)V есть не что иное, как поверхностная энтропия или избыточная энтропия поверхностного слоя η, т.е. η = - (dσ/dT). Поверхностная энтропия является положительной и постоянной величиной вплоть до критической температуры (dη/dT) = 0 (рис. 1, кривая 2). Избыточная полная энергия поверхностного слоя ε, равная по уравнению Гиббса-Гельмгольца ε = σ - T (dσ/dT)V , (1) ε 3 также остается постоянной (рис. 1, кривая 3). σ η 2 1 Tкр
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- …
- следующая ›
- последняя »